[41] 230224 Ch. 3 라즈베리 파이를 위한 파이썬 기초 배우기: 3. 파이썬 제어문, 4. 파이썬 함수 사용법 [K-디지털 트레이닝 41일]

230223 Fri 41st class

Ch. 3 라즈베리 파이를 위한 파이썬 기초 배우기
진도: p. 93 ~ (교재: IoT 사물인터넷을 위한 라즈베리파이 4 정석, 저자: 최주호 , 김재범 , 정동진)
참고 가능 책: 왕초보를 위한 Python: 쉽게 풀어 쓴 기초 문법과 실습
교재 코드 깃허브: https://github.com/codingspecialist/RaspberryPi4-Book-Example
교재 소스 및 PPT: http://jspstudy.co.kr/main/main.jsp
저자 카페: https://cafe.naver.com/metacoding

IoT 사물인터넷을 위한 라즈베리파이 4 정석 | 최주호 - 교보문고

오늘 배운 것 중 기억할 것을 정리했다.

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내가 몰랐던 것 

파이썬은 엔터가 기본적으로 붙는다. 
파이썬의 print = 자바의 System.print.outln()
end="" indicates that the end character has to be identified by whitespace and not a newline.

In computer science, control flow is the order in which individual statements, instructions or function calls of an imperative program are executed or evaluated.

In computer science, imperative programming is a programming paradigm of software that uses statements that change a program's state.

The range() function returns a sequence of numbers, starting from 0 by default, and increments by 1 (by default), and stops before a specified number.

range(start, stop, step)

Parameter	Description
start	Optional. An integer number specifying at which position to start. Default is 0
stop	Required. An integer number specifying at which position to stop (not included).
step	Optional. An integer number specifying the incrementation. Default is 1

def () 이전에 print가 있으면 함수 인출 print되어서 나온다. 

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Ch. 3 라즈베리 파이를 위한 파이썬 기초 배우기

책의 목차
01 _ 파이썬 시작하기
01-1 파이썬 개요
01-2 파이썬 Windows 설치하기
01-3 파이썬의 주석

02 _ 파이썬 자료형
02-1 숫자형
02-2 문자형
02-3 리스트
02-4 튜플
02-5 딕셔너리

03 _ 파이썬 제어문
03-1 if문
03-2 for문
03-3 whie문
03-4 break문

04 _ 파이썬 함수 사용법
04-1 함수 선언하기
04-2 함수 인수 사용하기

05 _ 파이썬 클래스와 모듈
05-1 클래스
05-2 모듈
05-3 라이브러리

3 파이썬 제어문 (Control flow) p. 95

제어문은 프로그램의 실행여부, 순서, 방식을 제어하는 문장이다.

3.1 if문

"만약 지정한 조건에 맞아 떨어지면 지정한 코드를 실행하라"의 뜻이다.
파이썬에서는 들여쓰기가 중요하다. 

예제) if문, else문, elif문 설명을 위한 예제 

a = 23
if a < 50:
    print('50보다 작군요')
#if else문
if a < 20:
    print('20보다 작군요')
else: 
    print('20보다 크군요')
#elif문
age = int(input('현재 나이를 입력합니다.'))
if age < 10:
    print('유년층 입니다.')
elif age < 20:
    print('10대입니다.')
elif age < 30:
    print('20대입니다.')
elif age < 40:
    print('30대입니다.')
else:
    print('장년층입니다')

 

아래는 위와 같은 자바의 코드이다.

class If01{
		public static void main(String[] args){
        		int a = 23;
                if (a < 50){
                			System.out.println("50보다 작군요");
                }
                if(a < 20){
                			System.out.println("20보다 작군요");
                }else{
                			System.out.println("50보다 작군요");
                }
        }
        
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int age = Integer.parseInt(scanner.next())
        if(age < 10){
        			System.out.println("유년층 입니다.");
        }else if(age < 20){
        			System.out.println("10대 입니다.");
        }else if(age < 30){
        			System.out.println("20대 입니다.");
        }else if(age < 40){
        			System.out.println("30대 입니다.");
        }else{
        			System.out.println("장년층입니다.");
		}
    }
}

결과) 

50보다 작군요
20보다 크군요
현재 나이를 입력합니다.23
20대입니다.

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3.2 for문

for문은 특정 코드를 지정한 횟수만큼 반복하는 문장이다. 
반복하는 기준은 변수의 크기나 숫자, 문자열의 길이 등 다양한 기준이 사용될 수 있다. 

예제 1) for문을 다양한 형태로 선언한 예제 

# 0 ~ 4 출력
# for(int i = 0; i < 5; i++)
#             초기화 조건식 증감값
for i in range(0, 5, 1): #for문 선언 변수 i의 초기값은 0이고 범위는 5이고 1씩 증가
    print(i) #for문 조건이 맞으면 반복되는 코드
print("--------------------")

#대괄호: 리스트 
for j in[1, 3, 5, 7, 9]: #for문 처리할 목록에는 리스트 변수 선언
    print(j)
print("--------------------")
for k in range(0, 3, 1):
    print("꿈은 이루어 진다.")

아래는 자바의 코드이다.

class For01{
	public static void main(String[] args){
    		for(int i = 0; i < 5; i++){
            		System.out.println(i);
            }
            
            int[] odd = {1,3,5,7,9}
            for (int j : odd){
            		System.out.println(j);
            }
     }
}

결과)

0
1
2
3
4
--------------------
1
3
5
7
9
--------------------
꿈은 이루어 진다.
꿈은 이루어 진다.
꿈은 이루어 진다.

---

예제 2) for문을 이용하여 여러 가지 질문에 대한 답변을 구한다.
파이썬은 엔터가 기본적으로 붙는다. 
파이썬의 print = 자바의 System.print.outln()
end="" indicates that the end character has to be identified by whitespace and not a newline.

#for문을 이용하여 1에서 10까지의 합 구하기
sum = 0
for i in range(1, 11, 1):
    sum+=i
print("sum : %d" % sum)
print("-----------------")

#for문을 이용하여  1에서 10까지 식과 합 구하기
sum = 0
for j in range(1, 11, 1):
    if j<10:
        print("%d + " % j, end="")
    elif j==10:
        print("%d = " % j, end="")
    sum+=j
print("%d" % sum)

자바의 코드는 아래과 같다.
The Java printf function helps simplify the task of printing formatted output to the console, terminal window or log files.

class For02{
		public static void main(String[] args){
        		int sum1 = 0;
                for(int i = 1; i < 11; i++){
                		sum1 += i //sum1 = sum1 + i
                }
                System.out.printf("sum1: %d", sum1)
	}
    			int sum2 = 0;
                for(int i = 1; i < 11; i++){
                		//j값이 1~9까지 "+"문자열을 연결하고,
                        if(j < 10){
                        	System.out.printf("%d + ", j)
                        }else if(j==10){
                        	System.out.printf("%d = ", j)
                        }
                        //j값이 10이면 "=" 문자열을 연결
                        sum2 += i //sum2 = sum2 + i
                }
                System.out.printf("sum2: %d", sum2)
	}
}

결과)

sum : 55
-----------------
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 = 55

---

3.3 while문

조건부 반복문이다. if문의 반복문 형태이다. 조건을 지정하고 조건이 true일 때 실행되며, 조건이 false가 될 때까지 반복한다. 조건이 false가 되지 않으면 무한루프(무한반복)이 발생한다.

파이썬에서 조건이 없는 반복문은 for문
조건이 있는 반복문은 while문이다. 

자바: for, while, do-while

예제)

str = "꿈은 이루어 진다"
i = 0
while i < 3:
    print(str)
    i = i + 1
print("-------------------------------")
#while문으로 입력한 숫자만큼 str을 반복 출력하시오.
i = int(input("반복 횟수 숫자를 입력합니다.")) #사용자가 입력한 값을 정수로 리턴
j = 1
flag = True
while flag:
    j = j + 1 #j값을 1씩 증가
    if i < j: #만약 j가 i보다 크다는 조건의 if문 선언
        flag = False #flag 변수에 False값 대입
    print(str)

위의 코드는 아래의 자바 코드와 같다.

import java.util.Scanner;
public class While01 {
		public static void main(String[] args){
        		String str = "꿈은 이루어 진다";
                int i = 0;
                while (i < 3){
                		System.out.println(str);
                        i = i + 1;
              
                System.out.println("---------------------");
                
                Scanner scanner = new Scanner(System.in);
                i = Integer.parseInt(scanner.next());
                int j = 1;
                boolean flag = true;
                while flag{
                		j = j + 1;
                        if (i < j){
                        		flag = false;
                        }
                        System.out.println(str);
                }
                }
}
}

결과)

꿈은 이루어 진다
꿈은 이루어 진다
꿈은 이루어 진다
-------------------------------
반복 횟수 숫자를 입력합니다.5
꿈은 이루어 진다
꿈은 이루어 진다
꿈은 이루어 진다
꿈은 이루어 진다
꿈은 이루어 진다

---

3.4 break문

break문은 반복문을 종료시킨다. 반복문에 break를 기술할 경우 해당 반복문의 코드는 실행되지 않고 반복문을 빠져 나오게 된다. 
range(1, 21, 1): 초기값 1,  20까지, 증감값: 1

예제)

#for문과 break문을 이용하여 1에서 20까지 합이 100보다 가장 가깝고 작은 합을 구한다.
sum, i = 0, 0 #sum과 i의 변수를 각각 선언
for i in range(1, 21, 1): #초기값이 1이고 증감값이 1이면 20까지 반복
    sum+=i #sum = sum + 1
    if sum > 100:
        break; #break 뒤에 ;을 사용 
sum-=i #현재의 i값을 마이너스
print("%d" % sum)
print("----------------------")
#while문과 break문을 이용하여 입력한 1에서 숫자만큼 합을 구하시오.
sum, i = 0, 0
j = int(input("숫자를 입력합니다. ")) #사용자가 입력한 값을 정수로 리턴
while True:
    if i<j:
        i = i+1
        sum+=i;
    elif i==j:
        break;
print("1에서 %d까지의 합은 %d입니다." % (j, sum))

결과)

91
----------------------
숫자를 입력합니다. 20
1에서 20까지의 합은 210입니다.

---

문제 풀어보기)

Q1. 아래 코드의 출력 결과를 예상하라

if True:
	print("1") #True일 경우 실행 
	print("2") #True일 경우 실행 
else:
	print("3") #False일 경우 실행
print("4") #True일 경우 실행 (들여쓰기 때문에 if문과 상관없으므로)
# == 결과 ==

True일 경우 1,2,4 출력

if True:
	if False:
    	print("1")
        print("2")
    else:
    	print("3")
else:
	print("4")
print("5")
# == 결과 ==

True일 경우 3, 5 출력

---

Q2. 점수 구간에 해당하는 학점이 아래와 같이 정의되었다. 사용자로부터 score을 입력받아 학점을 출력하라.

점수 학점
81~100 A
61~80 B
41~60 C
21~40 D
0~20 E
score: 83
grade is A

코드)

score = int(input("학점을 입력합니다."))
if (81 <= score <= 100):
    print("grade is A.")
elif (61 <= score <= 80):
    print("grade is B.")
elif (41 <= score <= 60):
    print("grade is C.")
elif (21 <= score <= 40):
    print("grade is D.")
else:
    print("grade is E.")

결과)

학점을 입력합니다.83
grade is A.

---

Q3. for문의 실행결과를 예측하라.

fruits = ["사과", "귤", "수박"]
for fruit in fruits:
	print(fruit)

결과)

사과
귤
수박

코드2)

fruits = ["사과", "귤", "수박"]
for fruit in fruits:
	print(fruit, end=" ")

결과)

사과 귤 수박

---

Q4. for문을 사용해서 리스트에 저장된 값을 다음과 같이 출력하라.
menu = ["김밥", "라면", "튀김"]
오늘의 메뉴: 김밥
오늘의 메뉴: 라면
오늘의 메뉴: 튀김

코드)

menu = ["김밥", "라면", "튀김"]

for i in range(0, 3, 1):
    print("오늘의 메뉴: %s" %menu[i])

결과)

오늘의 메뉴: 김밥
오늘의 메뉴: 라면
오늘의 메뉴: 튀김

강사님의 코드) 더 간단하다! :0

menu = ["김밥", "라면", "튀김"]
for i in menu:
	print("오늘의 메뉴: " + i)

결과)

오늘의 메뉴: 김밥
오늘의 메뉴: 라면
오늘의 메뉴: 튀김

---

Q5. 리스트에는 네 개의 정수가 저장돼 있다.
number = [3, -20, -3, 44]
for문과 if문을 사용해서 리스트의 음수를 출력하라.

-20
-3

코드)

number = [3, -20, -3, 44]

for i in range(0, 4, 1):
    if(number[i] < 0):
        print(number[i])

결과)

-20
-3

---

4 파이썬 함수 사용법 p. 99

함수는 순차적으로 진행되는 프로그램에서 일종의 중간 프로그램 같은 역할을 한다. 대부분이 입력 값에 대한 어떠한 처리를 진행하고 결과 값을 제공한다. 
파이썬은 내장 함수로도 제공이 되고 (ex. print)
또 사용자가 함수를 선언해서 사용 할 수 있다.

4.1 함수 선언하기

def 함수명(매개변수1, ...):
    실행할 코드1
    실행할 코드2
             ⦙

def mydef()
def: 선언 키워드
mydef: 함수명
(): 매개 변수

이렇게 선언된 함수는 다음과 같은 방식으로 호출할 수 있다.

함수명(인수, ...)

 

예제) 기본적인 함수를 선언하고 간단하게 함수를 호출한다. 
mydef01(), mydef02()는 함수를 호출하는 것이다.
() 앞에 print가 있으면 함수 인출 print되어서 나온다. 

def mydef01(): #인수 없는 함수 선언
    print("함수를 선언합니다.") #들여쓰기를 통해 함수 구현 부분
mydef01() #함수를 호출: 함수를 선언합니다.

def mydef02(str="인수함수를 선언합니다."): #인수 있는 함수 선언, str는 인수로써 기본 값을 가지고 있는 문자열 변수입니다.
    print(str) #인수로 받은 변수를 출력
mydef02() #함수를 호출: 인수함수를 선언합니다.
mydef02("인수를 넣습니다.") #문자열 인수를 넣어서 mydef02 함수를 호출했다. 인수는 str 변수에 대입된다.:인수를 넣습니다.

결과) 
str는 인수로써 기본 값을 가지고 있는 문자열 변수이다.

mydef01(): 함수를 선언합니다.
mydef02(): 인수함수를 선언합니다.
mydef02("인수를 넣습니다."): 인수를 넣습니다.

함수를 선언합니다.
인수함수를 선언합니다.
인수를 넣습니다.

 

예제 2) 참고: https://www.w3schools.com/python/python_functions.asp

def my_function():
  print("Hello from a function")

my_function()

결과)

Hello from a function

---

4.2 함수 인수 사용하기

예제) 여러 개의 인수를 입력받아서 계산을 하는 함수를 선언한다.

#mydef01 함수 선언(인수가 없는 함수 선언)
def mydef01():
    i = 10
    j = 20
    print(i+j)
    
#mydef01 함수 호출    
mydef01()

#mydef02 함수 선언(인수가 두 개 있는 함수 선언)
def mydef02(i, j):
    print(i+j)

#mydef02 함수 호출
mydef02(10, 20)

#계산할 숫자를 두 개 입력합니다. 
def mydef03(i, j, p): #세 개의 인수를 받는 함수 선언
    if p == '+':
        print(i + j)
    elif p == '-':
        print(i - j)
    elif p == '*':
        print(i*j)
    elif p == '/':
        print(i/j)
n = int(input("첫 번째 숫자를 입력합니다.")) #사용자가 첫 번째 숫자를 입력
m = int(input("두 번째 숫자를 입력합니다.")) #사용자가 두 번째 숫자를 입력
p = input("연산자를 입력하세요(+, -, *, /)") #사용자가 연산자를 입력
mydef03(n, m, p) #첫 번째, 두 번째, 연산자를 입력 받아서 함수 호출

결과)
int()는 String을 Integer로 바꾼다. 
The int() function converts a number or a string to its equivalent integer.

30
30
첫 번째 숫자를 입력합니다.10
두 번째 숫자를 입력합니다.20
연산자를 입력하세요(+, -, *, /)*
200

 

 

---

문제 풀어보기)
Q1. 아래의 에러가 발생하는 이유에 대해 설명하라

hello()
def hello():
	print("Hi")

"hello" is not defined
이유: 선언 전에 먼저 호출되었다.

수정된 코드)

def hello():
	print("Hi")   
hello()

결과)

Hi

---

Q2. 아래 코드를 실행한 결과를 예상하라

코드 1)

def message():
	print("A")
    print("B")
    
message()
print("C")
message()

결과)

A
B
C
A
B

코드 2)
range(start, stop, step)

def message1():
	print("A")

def message2():
	print("B")

def message3():
	for i in range(3):
	    message2()
print("C")
message1()
    
message3()

결과)

C
A
B
B
B

Q3. 리스트에는 네 개의 정수가 저장돼 있다.

number = [3, -20, -3, 44]
for문, if문과 negative()함수를 호출해서 리스트의 음수를 출력하라.

-20
-3

코드)

number = [3, -20, -3, 44]
for i in number:
    if i < 0:
        print(i)

결과)

-20
-3

코드 2) negative() 이용

number = [3, -20, -3, 44]
def negative():
    for i in number:
        if i<0:
            print(i)

negative()

결과)

-20
-3

---